7. Расчет годовой выработки электроэнергии для вариантов основного энергетического оборудования.
Для экономического сопоставления всех конкурирующих вариантов основного энергетического оборудования, помимо рассмотренных выше расчетных параметров, необходимо определить среднемноголетнюю выработку электроэнергии проектируемой ГЭС с учетом фактического переменного КПД основного оборудования. В первом приближении вместо среднемноголетней выработки можно определить выработку электроэнергии для условий расчетного года средней водности.
В этом случае годовая выработка электроэнергии может быть приближенно вычислена по формуле
,
(7.1)
где
- выработка электроэнергии для характерных
суток осенне-зимнего и весенне-летнего
периодов (рис.7.1);
- длительность осенне-зимнего периода;
- длительность весенне-летнего периода
(рис.7.2).
Для
определения суточной выработки
электроэнергии необходимо воспользоваться
информацией о характерных режимах
работы проектируемой ГЭС, полученной
по результатам расчетов водно-энергетического
регулирования для средневодного года.
В качестве характерных суток осенне-зимнего
сезона можно принять сутки декабря или
января, а весенне-летнего – июня или
июля месяца. Известные по балансу
мощности режимов работы ГЭС вписываются
в указанные суточные графики нагрузки,
что дает возможность получить информацию
об изменении рабочей мощности внутри
суток. По этим данным в каждом расчетном
интервале, равном одному часу, по
известной рабочей мощности и ранее
принятому коэффициенту мощности kN,
т.е. при среднем КПД ГЭС, на соответствующей
напорной характеристике режимного поля
можно определить точку с координатами
НГЭС
и QГЭС,
обеспечивающую выдачу известной рабочей
мощности в данном расчетном интервале.
Далее требуется определить фактический
КПД турбины и генератора. Для этого
необходимо полученные значения НГЭС
и QГЭС
пересчитать
в приведенные показатели
и
.
Для пересчета QГЭС
необходимо предварительно определить
чисто включенных агрегатов как частное
от деления рабочей мощности ГЭС на
установленную мощность одного агрегата.
Полученные значения
и
наносятся на главную универсальную
характеристику, и в точке пересечения
определяется фактический КПД модельной
гидротурбины, который пересчитывается
в натуральные показатели. Вычисляется
фактическая мощность турбины, и по
характеристике ηг(Nт)
определяется фактический КПД генератора.
Далее, для известных НГЭС
и QГЭС
при полученных фактических КПД турбины
и генератора рассчитывается в данном
интервале фактическая рабочая мощность
ГЭС с учетом числа включенных агрегатов.
Таким образом, в каждом расчетном интервале уточняется с учетом переменного КПД режим работы ГЭС, вычисляется суточная и годовая выработка электроэнергии.
Особое внимание следует обратить на расчетный интервал, в котором рабочая мощность является максимальной, равной вытесняющей мощности. Если при расчете с переменным КПД в указанном интервале мощность получается больше максимальной, то ее следует ограничить величиной вытесняющей мощности, так как не могут быть превышены выбранные номинальные параметры турбины и генератора, определяющие установленную мощность агрегата.
Очевидно, что годовая выработка электроэнергии будет определена тем точнее, чем больше рассматривается характерных суточных графиков нагрузки.
Пример расчета выполнен в табличной форме для вариантов оборудования с гидротурбинами ПЛ60-В-560 и РО75-В-560. Расчет представлен в таблицах 7.1-7.4.
Окончательными результатами расчета годовой выработки электроэнергии являются следующие.
Гидротурбина ПЛ60 – В-560
.
Гидротурбина РО75-В-560
.
Таблица 7.1.
Расчет годовой выработки электроэнергии для варианта оборудования с гидротурбиной ПЛ60-В-560 (осенне-зимний период).
t |
Nгэс |
Нгэс |
Qгэс |
Zаt |
Qаt |
Q'1 |
n'1 |
ŋmt |
ŋтt |
Nтt |
ŋгt |
Nat(р) |
Nгэсt(р) |
ч |
МВт |
м |
м3/с |
шт |
м3/с |
м3/с |
об/мин |
отн ед |
отн ед |
МВт |
отн ед |
МВт |
МВт |
1 |
61,92 |
48 |
150 |
1 |
150 |
0,68 |
118,89 |
0,893 |
0,94 |
66,24 |
0,972 |
64,39 |
64 |
2 |
61,92 |
48 |
150 |
1 |
150 |
0,68 |
118,89 |
0,893 |
0,94 |
66,24 |
0,972 |
64,39 |
64 |
3 |
61,92 |
48 |
150 |
1 |
150 |
0,68 |
118,89 |
0,893 |
0,94 |
66,24 |
0,972 |
64,39 |
64 |
4 |
61,92 |
48 |
150 |
1 |
150 |
0,68 |
118,89 |
0,893 |
0,94 |
66,24 |
0,972 |
64,39 |
64 |
5 |
61,92 |
48 |
150 |
1 |
150 |
0,68 |
118,89 |
0,893 |
0,94 |
66,24 |
0,972 |
64,39 |
64 |
6 |
61,92 |
48 |
150 |
1 |
150 |
0,68 |
118,89 |
0,893 |
0,94 |
66,24 |
0,972 |
64,39 |
64 |
7 |
61,92 |
48 |
150 |
1 |
150 |
0,68 |
118,89 |
0,893 |
0,94 |
66,24 |
0,972 |
64,39 |
64 |
8 |
61,92 |
48 |
150 |
1 |
150 |
0,68 |
118,89 |
0,893 |
0,94 |
66,24 |
0,972 |
64,39 |
64 |
9 |
61,92 |
48 |
150 |
1 |
150 |
0,68 |
118,89 |
0,893 |
0,94 |
66,24 |
0,972 |
64,39 |
64 |
10 |
501,92 |
45 |
1292 |
4 |
323 |
1,51 |
122,79 |
0,888 |
0,93 |
133,28 |
0,979 |
125,00 |
500 |
11 |
501,92 |
45 |
1292 |
4 |
323 |
1,51 |
122,79 |
0,888 |
0,93 |
133,28 |
0,979 |
125,00 |
500 |
12 |
127,92 |
46,8 |
316 |
2 |
158 |
0,72 |
120,40 |
0,897 |
0,94 |
68,19 |
0,9725 |
66,32 |
133 |
13 |
61,92 |
48 |
150 |
1 |
150 |
0,68 |
118,89 |
0,893 |
0,94 |
66,24 |
0,972 |
64,39 |
64 |
14 |
61,92 |
48 |
150 |
1 |
150 |
0,68 |
118,89 |
0,893 |
0,94 |
66,24 |
0,972 |
64,39 |
64 |
15 |
347,92 |
45,5 |
889 |
3 |
296,33 |
1,37 |
122,11 |
0,899 |
0,94 |
124,48 |
0,9805 |
122,06 |
366 |
16 |
215,92 |
46,3 |
540 |
2 |
270 |
1,24 |
121,05 |
0,908 |
0,95 |
116,07 |
0,98 |
113,74 |
227 |
17 |
61,92 |
48 |
150 |
1 |
150 |
0,68 |
118,89 |
0,893 |
0,94 |
66,24 |
0,972 |
64,39 |
64 |
18 |
501,92 |
45 |
1292 |
4 |
323 |
1,51 |
122,79 |
0,888 |
0,93 |
133,28 |
0,979 |
125,00 |
500 |
19 |
501,92 |
45 |
1292 |
4 |
323 |
1,51 |
122,79 |
0,888 |
0,93 |
133,28 |
0,979 |
125,00 |
500 |
20 |
501,92 |
45 |
1292 |
4 |
323 |
1,51 |
122,79 |
0,888 |
0,93 |
133,28 |
0,979 |
125,00 |
500 |
21 |
501,92 |
45 |
1292 |
4 |
323 |
1,51 |
122,79 |
0,888 |
0,93 |
133,28 |
0,979 |
125,00 |
500 |
22 |
501,92 |
45 |
1292 |
4 |
323 |
1,51 |
122,79 |
0,888 |
0,93 |
133,28 |
0,979 |
125,00 |
500 |
23 |
61,92 |
48 |
150 |
1 |
150 |
0,68 |
118,89 |
0,893 |
0,94 |
66,24 |
0,972 |
64,39 |
64 |
24 |
61,92 |
48 |
150 |
1 |
150 |
0,68 |
118,89 |
0,893 |
0,94 |
66,24 |
0,972 |
64,39 |
64 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
5128 |
Таблица 7.2.
Расчет годовой выработки электроэнергии для варианта оборудования с гидротурбиной ПЛ60-В-560 (весеннее-летний период).
t |
Nгэс |
Нгэс |
Qгэс |
Zаt |
Qаt |
Q'1 |
n'1 |
ŋmt |
ŋтt |
Nтt |
ŋгt |
Nat(р) |
Nгэсt(р) |
ч |
МВт |
м |
м3/с |
шт |
м3/с |
м3/с |
об/мин |
отн ед |
отн ед |
МВт |
отн ед |
МВт |
МВт |
1 |
66,18 |
51,40 |
150,00 |
1,00 |
150,00 |
0,65 |
114,89 |
0,892 |
0,94 |
70,91 |
0,973 |
68,99 |
69 |
2 |
66,18 |
51,40 |
150,00 |
1,00 |
150,00 |
0,65 |
114,89 |
0,892 |
0,94 |
70,91 |
0,973 |
68,99 |
69 |
3 |
66,18 |
51,40 |
150,00 |
1,00 |
150,00 |
0,65 |
114,89 |
0,892 |
0,94 |
70,91 |
0,973 |
68,99 |
69 |
4 |
66,18 |
51,40 |
150,00 |
1,00 |
150,00 |
0,65 |
114,89 |
0,892 |
0,94 |
70,91 |
0,973 |
68,99 |
69 |
5 |
66,18 |
51,40 |
150,00 |
1,00 |
150,00 |
0,65 |
114,89 |
0,892 |
0,94 |
70,91 |
0,973 |
68,99 |
69 |
6 |
66,18 |
51,40 |
150,00 |
1,00 |
150,00 |
0,65 |
114,89 |
0,892 |
0,94 |
70,91 |
0,973 |
68,99 |
69 |
7 |
66,18 |
51,40 |
150,00 |
1,00 |
150,00 |
0,65 |
114,89 |
0,892 |
0,94 |
70,91 |
0,973 |
68,99 |
69 |
8 |
66,18 |
51,40 |
150,00 |
1,00 |
150,00 |
0,65 |
114,89 |
0,892 |
0,94 |
70,91 |
0,973 |
68,99 |
69 |
9 |
66,18 |
51,40 |
150,00 |
1,00 |
150,00 |
0,65 |
114,89 |
0,892 |
0,94 |
70,91 |
0,973 |
68,99 |
69 |
10 |
400,18 |
49,00 |
950,00 |
4,00 |
237,50 |
1,06 |
117,67 |
0,911 |
0,95 |
108,23 |
0,979 |
105,99 |
400 |
11 |
400,18 |
49,00 |
950,00 |
4,00 |
237,50 |
1,06 |
117,67 |
0,911 |
0,95 |
108,23 |
0,979 |
105,99 |
400 |
12 |
400,18 |
49,00 |
950,00 |
4,00 |
237,50 |
1,06 |
117,67 |
0,911 |
0,95 |
108,23 |
0,979 |
105,99 |
400 |
13 |
400,18 |
49,00 |
950,00 |
4,00 |
237,50 |
1,06 |
117,67 |
0,911 |
0,95 |
108,23 |
0,979 |
105,99 |
400 |
14 |
400,18 |
49,00 |
950,00 |
4,00 |
237,50 |
1,06 |
117,67 |
0,911 |
0,95 |
108,23 |
0,979 |
105,99 |
400 |
15 |
400,18 |
49,00 |
950,00 |
4,00 |
237,50 |
1,06 |
117,67 |
0,911 |
0,95 |
108,23 |
0,979 |
105,99 |
400 |
16 |
400,18 |
49,00 |
950,00 |
4,00 |
237,50 |
1,06 |
117,67 |
0,911 |
0,95 |
108,23 |
0,979 |
105,99 |
400 |
17 |
316,18 |
49,50 |
743,00 |
3,00 |
247,67 |
1,10 |
117,07 |
0,913 |
0,95 |
114,16 |
0,980 |
111,88 |
336 |
18 |
400,18 |
49,00 |
950,00 |
4,00 |
237,50 |
1,06 |
117,67 |
0,911 |
0,95 |
108,23 |
0,979 |
105,99 |
400 |
19 |
400,18 |
49,00 |
950,00 |
4,00 |
237,50 |
1,06 |
117,67 |
0,911 |
0,95 |
108,23 |
0,979 |
105,99 |
400 |
20 |
366,18 |
49,30 |
863,00 |
3,00 |
287,67 |
1,28 |
117,31 |
0,906 |
0,95 |
131,54 |
0,981 |
129,04 |
387 |
21 |
400,18 |
49,00 |
950,00 |
4,00 |
237,50 |
1,06 |
117,67 |
0,911 |
0,95 |
108,23 |
0,979 |
105,99 |
400 |
22 |
400,18 |
49,00 |
950,00 |
4,00 |
237,50 |
1,06 |
117,67 |
0,911 |
0,95 |
108,23 |
0,979 |
105,99 |
400 |
23 |
400,18 |
49,00 |
950,00 |
4,00 |
237,50 |
1,06 |
117,67 |
0,911 |
0,95 |
108,23 |
0,979 |
105,99 |
400 |
24 |
66,18 |
51,40 |
150,00 |
1,00 |
150,00 |
0,65 |
114,89 |
0,892 |
0,94 |
70,91 |
0,973 |
68,99 |
69 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
6213 |
Таблица 7.3.
Расчет годовой выработки электроэнергии для варианта оборудования с гидротурбиной РО75-В-560 (осенне-зимний период).
t |
Nгэс |
Нгэс |
Qгэс |
Zаt |
Qаt |
Q'1 |
n'1 |
ŋmt |
ŋтt |
Nтt |
ŋгt |
Nat(р) |
Nгэсt(р) |
ч |
МВт |
м |
м3/с |
шт |
м3/с |
м3/с |
об/мин |
отн ед |
отн ед |
МВт |
отн ед |
МВт |
МВт |
1 |
61,92 |
48 |
150 |
1 |
150 |
0,67 |
84,48 |
0,82 |
0,90 |
63,25 |
0,975 |
61,66 |
62 |
2 |
61,92 |
48 |
150 |
1 |
150 |
0,67 |
84,48 |
0,82 |
0,90 |
63,25 |
0,975 |
61,66 |
62 |
3 |
61,92 |
48 |
150 |
1 |
150 |
0,67 |
84,48 |
0,82 |
0,90 |
63,25 |
0,975 |
61,66 |
62 |
4 |
61,92 |
48 |
150 |
1 |
150 |
0,67 |
84,48 |
0,82 |
0,90 |
63,25 |
0,975 |
61,66 |
62 |
5 |
61,92 |
48 |
150 |
1 |
150 |
0,67 |
84,48 |
0,82 |
0,90 |
63,25 |
0,975 |
61,66 |
62 |
6 |
61,92 |
48 |
150 |
1 |
150 |
0,67 |
84,48 |
0,82 |
0,90 |
63,25 |
0,975 |
61,66 |
62 |
7 |
61,92 |
48 |
150 |
1 |
150 |
0,67 |
84,48 |
0,82 |
0,90 |
63,25 |
0,975 |
61,66 |
62 |
8 |
61,92 |
48 |
150 |
1 |
150 |
0,67 |
84,48 |
0,82 |
0,90 |
63,25 |
0,975 |
61,66 |
62 |
9 |
61,92 |
48 |
150 |
1 |
150 |
0,67 |
84,48 |
0,82 |
0,90 |
63,25 |
0,975 |
61,66 |
62 |
10 |
501,92 |
45 |
1292 |
5 |
258,4 |
1,20 |
87,25 |
0,884 |
0,93 |
106,35 |
0,981 |
104,33 |
500 |
11 |
501,92 |
45 |
1292 |
5 |
258,4 |
1,20 |
87,25 |
0,884 |
0,93 |
106,35 |
0,981 |
104,33 |
500 |
12 |
127,92 |
46,8 |
316 |
2 |
158 |
0,72 |
85,56 |
0,841 |
0,91 |
65,83 |
0,976 |
64,25 |
128 |
13 |
61,92 |
48 |
150 |
1 |
150 |
0,67 |
84,48 |
0,82 |
0,90 |
63,25 |
0,975 |
61,66 |
62 |
14 |
61,92 |
48 |
150 |
1 |
150 |
0,67 |
84,48 |
0,82 |
0,90 |
63,25 |
0,975 |
61,66 |
62 |
15 |
347,92 |
45,5 |
889 |
4 |
222,25 |
1,03 |
86,77 |
0,91 |
0,95 |
94,00 |
0,98 |
92,12 |
368 |
16 |
215,92 |
46,3 |
540 |
3 |
180 |
0,82 |
86,02 |
0,86 |
0,92 |
75,09 |
0,98 |
73,59 |
221 |
17 |
61,92 |
48 |
150 |
1 |
150 |
0,67 |
84,48 |
0,82 |
0,90 |
63,25 |
0,975 |
61,66 |
62 |
18 |
501,92 |
45 |
1292 |
5 |
258,4 |
1,20 |
87,25 |
0,884 |
0,93 |
106,35 |
0,981 |
104,33 |
500 |
19 |
501,92 |
45 |
1292 |
5 |
258,4 |
1,20 |
87,25 |
0,884 |
0,93 |
106,35 |
0,981 |
104,33 |
500 |
20 |
501,92 |
45 |
1292 |
5 |
258,4 |
1,20 |
87,25 |
0,884 |
0,93 |
106,35 |
0,981 |
104,33 |
500 |
21 |
501,92 |
45 |
1292 |
5 |
258,4 |
1,20 |
87,25 |
0,884 |
0,93 |
106,35 |
0,981 |
104,33 |
500 |
22 |
501,92 |
45 |
1292 |
5 |
258,4 |
1,20 |
87,25 |
0,884 |
0,93 |
106,35 |
0,981 |
104,33 |
500 |
23 |
61,92 |
48 |
150 |
1 |
150 |
0,67 |
84,48 |
0,82 |
0,90 |
63,25 |
0,975 |
61,66 |
62 |
24 |
61,92 |
48 |
150 |
1 |
150 |
0,67 |
84,48 |
0,82 |
0,90 |
63,25 |
0,975 |
61,66 |
62 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
5081 |
Таблица 7.4.
Расчет годовой выработки электроэнергии для варианта оборудования с гидротурбиной РО75-В-560 (весеннее-летний период).
t |
Nгэс |
Нгэс |
Qгэс |
Zаt |
Qаt |
Q'1 |
n'1 |
ŋmt |
ŋтt |
Nтt |
ŋгt |
Nat(р) |
Nгэсt(р) |
ч |
МВт |
м |
м3/с |
шт |
м3/с |
м3/с |
об/мин |
отн ед |
отн ед |
МВт |
отн ед |
МВт |
МВт |
1 |
66,18 |
51,40 |
150,00 |
1,00 |
150,00 |
0,65 |
81,64 |
0,820 |
0,90 |
67,76 |
0,977 |
66,16 |
66 |
2 |
66,18 |
51,40 |
150,00 |
1,00 |
150,00 |
0,65 |
81,64 |
0,820 |
0,90 |
67,76 |
0,977 |
66,16 |
66 |
3 |
66,18 |
51,40 |
150,00 |
1,00 |
150,00 |
0,65 |
81,64 |
0,820 |
0,90 |
67,76 |
0,977 |
66,16 |
66 |
4 |
66,18 |
51,40 |
150,00 |
1,00 |
150,00 |
0,65 |
81,64 |
0,820 |
0,90 |
67,76 |
0,977 |
66,16 |
66 |
5 |
66,18 |
51,40 |
150,00 |
1,00 |
150,00 |
0,65 |
81,64 |
0,820 |
0,90 |
67,76 |
0,977 |
66,16 |
66 |
6 |
66,18 |
51,40 |
150,00 |
1,00 |
150,00 |
0,65 |
81,64 |
0,820 |
0,90 |
67,76 |
0,977 |
66,16 |
66 |
7 |
66,18 |
51,40 |
150,00 |
1,00 |
150,00 |
0,65 |
81,64 |
0,820 |
0,90 |
67,76 |
0,977 |
66,16 |
66 |
8 |
66,18 |
51,40 |
150,00 |
1,00 |
150,00 |
0,65 |
81,64 |
0,820 |
0,90 |
67,76 |
0,977 |
66,16 |
66 |
9 |
66,18 |
51,40 |
150,00 |
1,00 |
150,00 |
0,65 |
81,64 |
0,820 |
0,90 |
67,76 |
0,977 |
66,16 |
66 |
10 |
400,18 |
49,00 |
950,00 |
5,00 |
190,00 |
0,84 |
83,62 |
0,867 |
0,92 |
84,28 |
0,979 |
82,51 |
400 |
11 |
400,18 |
49,00 |
950,00 |
5,00 |
190,00 |
0,84 |
83,62 |
0,867 |
0,92 |
84,28 |
0,979 |
82,51 |
400 |
12 |
400,18 |
49,00 |
950,00 |
5,00 |
190,00 |
0,84 |
83,62 |
0,867 |
0,92 |
84,28 |
0,979 |
82,51 |
400 |
13 |
400,18 |
49,00 |
950,00 |
5,00 |
190,00 |
0,84 |
83,62 |
0,867 |
0,92 |
84,28 |
0,979 |
82,51 |
400 |
14 |
400,18 |
49,00 |
950,00 |
5,00 |
190,00 |
0,84 |
83,62 |
0,867 |
0,92 |
84,28 |
0,979 |
82,51 |
400 |
15 |
400,18 |
49,00 |
950,00 |
5,00 |
190,00 |
0,84 |
83,62 |
0,867 |
0,92 |
84,28 |
0,979 |
82,51 |
400 |
16 |
400,18 |
49,00 |
950,00 |
5,00 |
190,00 |
0,84 |
83,62 |
0,867 |
0,92 |
84,28 |
0,979 |
82,51 |
400 |
17 |
316,18 |
49,50 |
743,00 |
4,00 |
185,75 |
0,82 |
83,19 |
0,865 |
0,92 |
83,14 |
0,981 |
81,52 |
326 |
18 |
400,18 |
49,00 |
950,00 |
5,00 |
190,00 |
0,84 |
83,62 |
0,867 |
0,92 |
84,28 |
0,979 |
82,51 |
400 |
19 |
400,18 |
49,00 |
950,00 |
5,00 |
190,00 |
0,84 |
83,62 |
0,867 |
0,92 |
84,28 |
0,979 |
82,51 |
400 |
20 |
366,18 |
49,30 |
863,00 |
4,00 |
215,75 |
0,96 |
83,36 |
0,905 |
0,94 |
98,59 |
0,981 |
96,69 |
387 |
21 |
400,18 |
49,00 |
950,00 |
5,00 |
190,00 |
0,84 |
83,62 |
0,867 |
0,92 |
84,28 |
0,979 |
82,51 |
400 |
22 |
400,18 |
49,00 |
950,00 |
5,00 |
190,00 |
0,84 |
83,62 |
0,867 |
0,92 |
84,28 |
0,979 |
82,51 |
400 |
23 |
400,18 |
49,00 |
950,00 |
5,00 |
190,00 |
0,84 |
83,62 |
0,867 |
0,92 |
84,28 |
0,979 |
82,51 |
400 |
24 |
66,18 |
51,40 |
150,00 |
1,00 |
150,00 |
0,65 |
81,64 |
0,820 |
0,90 |
67,76 |
0,977 |
66,16 |
66 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
6175 |